(57)【要約】      （修正有）【課題】きわめて表面平滑性に優れた磁気テープを含むリニアシステムにおいて、優れた走行安定性および電磁変換特性を得るための手段を提供する。【解決手段】磁気信号の記録および／または再生時に磁気テープと磁気ヘッドとが接触摺動する接触摺動型リニアテープドライブ用磁気ヘッドにおいて、接触摺動時に磁気テープと接触摺動する面に、走査型プローブ顕微鏡の表面凹凸像において観察される凹部を複数有し、かつ該複数の凹部は下記（１）〜（４）を満たす。（１）前記接触摺動する面における前記凹部の平均面積は０．２〜１．０μｍ2の範囲である。（２）前記凹部の面積の標準偏差は０．５〜２．０μｍ2の範囲である。（３）前記接触摺動する面における前記凹部の面積率は２０〜５０％の範囲である。（４）前記凹部の平均深さは１５ｎｍ以上である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気信号の記録および／または再生時に磁気テープと磁気ヘッドとが接触摺動する接触摺動型リニアテープドライブ用磁気ヘッドであって、
前記接触摺動時に磁気テープと接触摺動する面に、走査型プローブ顕微鏡の表面凹凸像において観察される凹部を複数有し、かつ該複数の凹部は下記（１）〜（４）を満たすことを特徴とする磁気ヘッド。
（１）前記接触摺動する面における前記凹部の平均面積は０．２〜１．０μｍ2の範囲である。
（２）前記凹部の面積の標準偏差は０．５〜２．０μｍ2の範囲である。
（３）前記接触摺動する面における前記凹部の面積率は２０〜５０％の範囲である。
（４）前記凹部の平均深さは１５ｎｍ以上である。
【請求項２】
一対のセラミック膜間に記録用素子および／または再生用素子を有する隆起部を有し、前記接触摺動面は該隆起部上端面である請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
磁気テープおよび磁気ヘッドを含み、磁気信号の記録および／または再生時に磁気テープと磁気ヘッドとが接触摺動する接触摺動型リニアテープドライブ装置であって、
前記磁気ヘッドは請求項１または２に記載の磁気ヘッドであることを特徴とするリニアテープドライブ装置。
【請求項４】
前記磁気テープは、前記接触摺動時に磁気ヘッドと接触摺動する面の中心線平均粗さが０．１〜２．０ｍｍの範囲である請求項３に記載のリニアテープドライブ装置。
【請求項５】
磁気ヘッドと磁気テープとを接触摺動させながら該磁気テープにリニア方式で磁気信号を記録および／または再生する磁気記録再生方法であって、
前記磁気ヘッドは、請求項１または２に記載の磁気ヘッドであることを特徴とする磁気記録再生方法。
【請求項６】
前記磁気テープは、前記接触摺動時に磁気ヘッドと接触摺動する面の中心線平均粗さが０．１〜２．０ｍｍの範囲である請求項５に記載の磁気信号再生方法。
【請求項７】
請求項１または２に記載の磁気ヘッドの製造方法であって、
一対のセラミック膜間に記録用素子および／または再生用素子を有するヘッドチップを作製すること、および、
上記セラミック膜表面を研磨することにより前記凹部を形成すること、
を含む、前記製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気信号の記録および／再生時に磁気テープと磁気ヘッドとが接触摺動するリニアテープドライブにおいて使用される磁気ヘッドおよびその製造方法に関するものである。
更に本発明は、上記磁気ヘッドを含むリニアテープドライブ装置および上記磁気ヘッドを使用する磁気記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報伝達手段の著しい発達により、膨大な情報をもつ画像およびデータの転送が可能となってきた。これに伴い、それらを保存する磁気記録媒体の高密度記録化がますます進行してきている。かかる状況下、高密度記録された信号を高Ｓ／Ｎで再生するために、スペーシングロスを低減することが求められている。
【０００３】
磁気記録媒体に情報を記録再生するための磁気記録再生システムには、浮上型と接触摺動型がある。浮上型システムであるハードディスクドライブシステムでは媒体とヘッドが接触しない状態で信号の記録再生が行われる。これに対し、接触摺動型システムであるフレキシブルディスクシステムやバックアップテープシステムでは、記録再生時に媒体とヘッドが接触摺動する。そのため、上記接触摺動型システムでは、媒体との摺動によりヘッドが磨耗するという問題がある。この点について、非特許文献１では、ＬＴＯシステムにおける磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）の磨耗は、ヘッドを構成するＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣセラミック（ＡｌＴｉＣ）においてＡｌ2Ｏ3およびＴｉＣが、それぞれ異なる要因より削れることが原因であると考察している。
【０００４】
媒体との接触によるヘッドの磨耗は、媒体表面の平滑性を高めることにより低減することができる。更に、媒体表面の平滑性を高めることはスペーシングロスを低減し記録再生特性を高めるためにも有効である。しかし、接触摺動型システムでは、媒体表面の平滑性を高めると、媒体表面とヘッド表面との接触面積が広がり摩擦係数が増大し、安定走行が困難となるという問題がある。これに対し、特許文献１では、表面平滑性の高い磁気テープを安定走行させるために、磁気ヘッドに規則的な凹凸を設けることが提案されている。
【特許文献１】特開平８−４５０１５号公報
【非特許文献１】J.L.Sullivan,Baogui Shi,S.O.Saied,Tribology International 38(2005)987-994
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在広く採用されている磁気記録再生システムは、ヘリカルスキャンシステムとリニアシステムに大別される。上記特許文献１に記載の磁気ヘッドは、ヘリカルスキャンシステム用の磁気ヘッドであるが、ヘッドや媒体の損傷防止の点ではリニアシステムが優れていることが知られている。そこで本願発明者らが、特許文献１において提案されているように、磁気ヘッドの磁気テープとの接触摺動面に規則的な凹凸を設けた磁気ヘッドをリニアシステムに適用することを検討したところ、磁気テープ表面がきわめて平滑になると走行時にスティックスリップ（ＳｔｉｃＳｌｉｐ）が発生し安定走行が困難となることが判明した。
【０００６】
そこで本発明の目的は、きわめて表面平滑性に優れた磁気テープを含むリニアシステムにおいて、優れた走行安定性および電磁変換特性を得るための手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、磁気テープとの接触摺動面に所定の不規則な凹みを有する磁気ヘッドにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、上記目的は、下記手段により達成された。
［１］磁気信号の記録および／または再生時に磁気テープと磁気ヘッドとが接触摺動する接触摺動型リニアテープドライブ用磁気ヘッドであって、
前記接触摺動時に磁気テープと接触摺動する面に、走査型プローブ顕微鏡の表面凹凸像において観察される凹部を複数有し、かつ該複数の凹部は下記（１）〜（４）を満たすことを特徴とする磁気ヘッド。
（１）前記接触摺動する面における前記凹部の平均面積は０．２〜１．０μｍ2の範囲である。
（２）前記凹部の面積の標準偏差は０．５〜２．０μｍ2の範囲である。
（３）前記接触摺動する面における前記凹部の面積率は２０〜５０％の範囲である。
（４）前記凹部の平均深さは１５ｎｍ以上である。
［２］一対のセラミック膜間に記録用素子および／または再生用素子を有する隆起部を有し、前記接触摺動面は該隆起部上端面である［１］に記載の磁気ヘッド。
［３］磁気テープおよび磁気ヘッドを含み、磁気信号の記録および／または再生時に磁気テープと磁気ヘッドとが接触摺動する接触摺動型リニアテープドライブ装置であって、
前記磁気ヘッドは［１］または［２］に記載の磁気ヘッドであることを特徴とするリニアテープドライブ装置。
［４］前記磁気テープは、前記接触摺動時に磁気ヘッドと接触摺動する面の中心線平均粗さが０．１〜２．０ｍｍの範囲である［３］に記載のリニアテープドライブ装置。
［５］磁気ヘッドと磁気テープとを接触摺動させながら該磁気テープにリニア方式で磁気信号を記録および／または再生する磁気記録再生方法であって、
前記磁気ヘッドは、［１］または［２］に記載の磁気ヘッドであることを特徴とする磁気記録再生方法。
［６］前記磁気テープは、前記接触摺動時に磁気ヘッドと接触摺動する面の中心線平均粗さが０．１〜２．０ｍｍの範囲である［５］に記載の磁気信号再生方法。
［７］［１］または［２］に記載の磁気ヘッドの製造方法であって、
一対のセラミック膜間に記録用素子および／または再生用素子を有するヘッドチップを作製すること、および、
上記セラミック膜表面を研磨することにより前記凹部を形成すること、
を含む、前記製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば磁性層の中心線表面粗さが２ｎｍ以下の磁気記録媒体であっても、再生出力を低下させることなく安定走行させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［磁気ヘッド］
本発明は、磁気信号の記録および／または再生時に磁気テープと磁気ヘッドとが接触摺動する接触摺動型リニアテープドライブ用磁気ヘッドに関する。本発明の磁気ヘッドは、接触摺動時に磁気テープと接触摺動する面（以下、「接触摺動面」ともいう）に、走査型プローブ顕微鏡の表面凹凸像において観察される凹部を複数有し、かつ該複数の凹部は下記（１）〜（４）を満たすものである。
（１）前記接触摺動する面における前記凹部の平均面積は０．２〜１．０μｍ2の範囲である。
（２）前記凹部の面積の標準偏差は０．５〜２．０μｍ2の範囲である。
（３）前記接触摺動する面における前記凹部の面積率は２０〜５０％の範囲である。
（４）前記凹部の平均深さは１５ｎｍ以上である。
【００１１】
磁気信号の記録および／または再生時に磁気テープと磁気ヘッドとが接触摺動する接触摺動型テープドライブでは、スペーシングロス低減のためテープ表面の平滑性を高めるほど、摩擦係数増大により走行安定性は低下する。特に、テープとヘッドとの物理的接触面積が大きいリニアテープドライブでは、表面平滑性がきわめて高い磁気テープと従来の磁気ヘッドとの組み合わせでは、走行時にスティックスリップ（ＳｔｉｃＳｌｉｐ）が発生し安定走行が困難となる。
これに対し本発明の磁気ヘッドは、磁気テープとの接触摺動面に、上記（１）〜（４）を満たす複数の不規則な凹部を有する。このように適度な深さを有する所定の大きさの凹部を所定量不規則に設けることにより、記録再生特性を低下することなくスティックスリップを防止することが可能となる。これにより、接触摺動型リニアテープシステムにおいて、例えば中心線平均粗さ２．０ｎｍ以下のきわめて平滑な磁性層を有する磁気テープと組み合わせることにより、走行安定性と記録再生特性を両立することができる。
以下、本発明の磁気ヘッドについて更に詳細に説明する。
【００１２】
本発明の磁気ヘッドは、磁気信号の記録および／または再生時に磁気テープと磁気ヘッドとが接触摺動する接触摺動型リニアテープドライブに使用される磁気ヘッドである。本発明において、「リニアテープドライブ」とは、テープの走行方向に対して直線的にデータを記録するリニア方式のテープドライブをいう。これに対し、前述の特許文献１に記載のヘリカルスキャンシステムでは、テープの走行方向に対して斜めにヘッドを傾けてデータを記録する。
リニアテープドライブに使用される磁気ヘッドは、ヘッド表面がテープ走行面に対して平行に位置するタイプのヘッドと、図１に概略断面図を示すように２つ以上の隆起部を有し、これら隆起部上端面が接触摺動面となるヘッドがある。上記隆起部は、一対のセラミック膜間に記録用素子および／または再生用素子を有する。前者は、一般にフラット型ヘッドと呼ばれ、例えば非特許文献１に記載されているヘッドが該当する。これに対し、後者に該当するものとしてはContour型リニアテープドライブ用磁気ヘッド（以下、「Contour型ヘッド」という）が知られている（例えば特開２００６−１２７７３０号公報参照）。なお、本発明において「Contour型ヘッド」とは、上記隆起部を２つ以上有するリニアテープドライブ用磁気ヘッドをいう。Contour型ヘッドの中でも記録用素子と再生用素子との組み合わせを２組以上有するものはマルチチャンネル磁気ヘッドと呼ばれる。
本発明の磁気ヘッドは、フラット型ヘッドであってもContour型ヘッドであってもよい。Contour型ヘッドは、フラット型ヘッドと比べて接触摺動時のテープとの接触面積が大きくなるため、走行安定性の点では通常不利である。これに対し本発明の磁気ヘッドは磁気テープとの接触摺動面に上記（１）〜（４）を満たす複数の凹部を有することにより、Contour型ヘッドであっても走行安定性を確保することができ、きわめて高い表面平滑性を有する磁気テープであっても安定走行させることができる。したがって、本発明の磁気ヘッドはContour型ヘッドとして好適である。
【００１３】
本発明の磁気ヘッドがContour型ヘッドである場合、隆起部の数は２つ以上であればよく特に限定されるものではない。そして、各隆起部は、一対のセラミック膜間に記録用素子および／または再生用素子を有する。上記素子は、記録再生特性向上の点から、磁気抵抗効果型素子（ＭＲ素子）であることが好ましい。セラミック膜とＭＲ素子との間には通常絶縁材が配置される。セラミック膜は、ＡｉＴｉＣ、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ等から形成することができるが、セラミック膜表面への凹凸形成の容易性の観点からはＡｌＴｉＣからなることが好ましい。
【００１４】
本発明の磁気ヘッドは、磁気テープと接触摺動する面に、走査型プローブ顕微鏡の表面凹凸像において観察される凹部を複数有する。例えば本発明の磁気ヘッドがContour型ヘッドである場合、上記セラミック膜表面の一部が接触摺動面となる。なお、走査型プローブ顕微鏡の表面凹凸像は、例えばＡＦＭ画像として得ることができる。ＡＦＭ画像では像の濃淡によって平坦部と凹部を容易に判別することができる。または、画像処理ソフトによっても平坦部と凹部の判別が可能である。
以下、上記複数の凹部が満たす条件（１）〜（４）について説明する。
【００１５】
（１）凹部の平均面積
上記複数の凹部の平均面積は、０．２〜１．０μｍ2の範囲である。スリップスティック防止のためには最大静止摩擦力と動摩擦力を低減することが重要であるが、平均面積が０．２μｍ2未満では、テープとの接触部を十分に低減することができず、最大静止摩擦と動摩擦力を低減することが困難となる。一方、平均面積が１．０μｍ2を超えると、最大静止摩擦力は低減できるものの、テープ走行時にテープ面を安定に支えることができずテープとヘッドとの間のスペーシング変動により動摩擦力特性が悪化し、良好な記録再生特性を得ることが困難となる。走行安定性と記録再生特性両立のためには、上記平均面積は０．３〜０．８μｍ2であることが好ましく、０．４〜０．６μｍ2であることがより好ましい。
【００１６】
（２）凹部面積の標準偏差
前記接触摺動面における凹部の面積の標準偏差は０．５〜２．０μｍ2の範囲である。上記標準偏差が０．５μｍ2未満では、サイズ分布が小さく、ヘッド幅方向とヘッドテープ摺動方向で動摩擦力特性が異なること、また、テープ静止時の摩擦と走行時の摩擦で大きな差が発生することにより、動摩擦力が大きく変動し安定走行が困難となる。他方、上記標準偏差が２．０μｍ2を超えると、面積の大きい凹部が増えてくるため、最大静止摩擦力は低減されるものの、テープが走行する時にテープ面を安定して支えられず、テープとヘッド間のスペーシング変動により動摩擦特性が悪化し、良好な記録再生特性を得ることが困難となる。走行安定性と記録再生特性両立のためには、上記標準偏差は０．４〜１．８μｍ2であることが好ましく、１．０〜１．５μｍ2であることがより好ましい。
【００１７】
（３）凹部面積率
前記接触摺動面における凹部の面積率（接触摺動面に占める凹部の割合）は、２０〜５０％の範囲である。上記凹部の面積率が２０％未満では、テープとの接触部を十分に低減できず、最大静止摩擦力と動摩擦力を低減することが困難となる。一方、上記面積率が５０％を超えると、テープとの接触部が減少し最大静止摩擦力は低減するものの接触部が少ないためにテープ面を安定して支えられず、テープが走行する時にテープとヘッド間のスペーシングが変動し、動摩擦変動が発生するため、記録再生特性が劣化する。走行安定性と記録再生特性両立のためには、上記面積率は２０〜４５％であることが好ましく、２５〜３５％であることがより好ましい。
【００１８】
（４）凹部平均深さ
前記凹部の平均深さは１５ｎｍ以上である。深さ１５ｎｍ未満の凹部では、凹部が浅すぎるため凹部の一部がテープと接触してしまいテープ接触部を十分に低減することができず、最大静止摩擦力と動摩擦力を低減する効果を得ることが困難となる。上記凹部の平均深さは、好ましくは２０ｎｍ以上、より好ましくは２５ｎｍ以上である。なお平均深さ１５ｎｍ以上であれば走行安定性改善の効果を得ることができるため、平均深さの上限は特に限定されるものではないがヘッド製造工程における作業性を考慮すると、平均深さは５０ｎｍ以下程度が適当である。
【００１９】
前述の凹部の平均面積、標準偏差および面積率は、走査型プローブ顕微鏡によるＡＦＭ 形状像に測定時の傾き補正を施し、ＡＦＭ画像を解析可能な画像処理ソフトを用いて解析を実施することによって求めることができる。具体的には、画像処理ソフトSPIP(ScanningProbe Image Processor：Image Metrology)を用い、本ソフトにおけるGrainDialog 解析により、凹部の表面積分布を算出することができる。凹部の平均深さは、上記のＡＦＭ形状像における平坦部を示すピーク（ｐｅａｋ１）と凹み部を示すピーク（ｐｅａｋ２）のピーク中心値の差として算出することができる。測定方法の詳細は、後述の実施例を参照できる。
【００２０】
本発明の磁気ヘッドは、テープとの接触摺動時に接触摺動面となるヘッド表面上に研磨テープを走行させて該表面を研磨することにより作製することができる。ヘッド材料および研磨時の各種条件を調整することによって、前記（１）〜（４）を満たす凹部を接触摺動面上に形成することができる。
【００２１】
研磨時の研磨テープの走行条件としては、走行時の温度および湿度、テープ走行速度、テープテンション、ラップ角度、テープの往復回数を挙げることができ、研磨テープの走行時の温度は、１０〜４０℃、湿度は１０〜８０℃、テープ走行速度は０．１〜４ｍ／ｓ、テープテンションは３０〜２００ｇｆ、ラップ角度は１〜５０°、テープの往復回数は１〜２０回程度がそれぞれ適当であるが、研磨テープおよび磁気ヘッドの組成等を考慮して上記各条件を設定することが好ましい。
【００２２】
研磨テープとしては非磁性支持体上に磁性粉末１００質量部に対して０．５〜１０質量部の研磨剤を含む研磨テープを使用することが好ましい。研磨剤の量は、磁性粉末１００質量部に対して３〜８質量部であることがより好ましく、４〜６質量部であることが更に好ましい。好ましい研磨剤としてはアルミナ、ダイヤモンドおよびジルコニアを挙げることができる。磁気信号の記録再生時に本発明の磁気ヘッドに走行させる磁気テープと同一ロット内の磁気テープを研磨テープとして使用することも可能である。
【００２３】
研磨テープとして過度に柔軟なテープを使用すると、セラミック膜表面の研磨時にセラミック膜間の凹みにテープが入り込んでしまいＰＴＲ（Pole Tip Recession）が大きくなってしまう。PTRが大きくなるほど高密度記録には不利であるため、研磨テープとしては適度な剛性を有するものを使用することが好ましい。この点から研磨テープ中の支持体の厚さは１０μｍ以上であることが好ましく、１５〜７５μｍの範囲にあることがより好ましい。なお研磨テープの支持体としては後述の磁気テープの支持体として使用可能な各種非磁性支持体を使用することができる。また、過度に粗いテープで研磨すると研磨中に素子が破壊される場合があるため、素子破壊を防止するためには、研磨面の表面平滑性が、ＷＹＫＯ社製ＨＤ２０００で測定される中心線平均粗さとして４ｎｍ以下の研磨テープを使用することが好ましい。この観点から、研磨テープに含まれる研磨剤の平均粒径は１μｍ以下であることが好ましく、０．１〜０．８μｍの範囲であることが更に好ましい。
【００２４】
本発明のヘッドがＣｏｎｔｏｕｒ型ヘッドである場合、ヘッド材料として使用されるセラミック膜としては、ＴｉＣ相とＡｌ2Ｏ3相とからなるセラミック、即ちアルチック（ＡｌＴｉＣ）、が好ましい。アルチックは、研磨によってＴｉＣ粒子を脱離させることにより凹部を形成することができるため、ＴｉＣ粒子の大きさにより凹部の平均面積および平均深さを制御することができ、また、粒度分布によって凹部面積の標準偏差を制御することができる。またＴｉＣとＡｌ2Ｏ3との比によって凹部面積率を制御することが可能である。面積率制御のためには、セラミック膜として、ＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3の質量比が２０／８０〜５０／５０の範囲であるアルチック膜を使用することが好ましい。上記組成比のＡｌＴｉＣを研磨テープによって研磨しＴｉＣ相を除去しＡｌ2Ｏ3相を露出させることにより、２０〜５０％の面積率で凹部を形成することができる。
【００２５】
以下に、上記セラミック膜として好適なアルチックの製造方法について説明する。
アルチックの製造方法は、主に、原料粉末の選別、原料を分散する工程、固形化する工程（熱プレス等）からなる。
【００２６】
接触摺動面上の凹部の平均面積および平均深さは、構成原料のサイズの選別、分散工程の処理時間(ボールミル等)、固形化処理における処理時間と処理温度の設定により、所望範囲とすることができる。例えば、凹部のサイズを小さくする場合、サイズの小さい原料を選別すること、分散工程の処理時間を長くすること、処理温度を上げること、を適宜組み合わせることで達成できる。アルチックにおいてＴｉＣ相は不連続相であり連続アルミナマトリックス相との反応性に乏しいため、最終的に得られるアルチック中のＴｉＣ粒子の寸法は原料のＴｉＣ粒子寸法によって通常決定される。前記凹部を形成するために好適なアルチックを得るためには、原料ＴｉＣ粒子として、平均粒径０．３〜１．５μｍのものを選択することが好ましい。アルミナ粒子の粒径は特に限定されるものではない。
【００２７】
凹部の面積の標準偏差（面積分布）は、サイズ分布の異なる原料から所望のものを選択して、ボールミル等の分散工程の処理時間、固形化処理における処理時間と処理温度を設定することにより所望範囲に制御することができる。例えば、標準偏差を小さくする（面積分布を狭くする）場合、サイズ分布の小さい原料を選別すること、分散工程の処理時間を短くすること、を適宜組み合わせることで達成できる。前記凹部を形成するために好適なアルチックを得るためには、原料ＴｉＣ粒子として、粒径の標準偏差が０．０５〜２．０μｍの範囲であるものを使用することが好ましい。
【００２８】
アルチックは研磨によりＴｉＣ粒子を脱落させることによって凹部を形成することができるため、接触摺動面上の凹部の面積率は、アルミナとＴｉＣとの混合比率によって制御することができる。接触摺動面上の凹部の面積率を２０〜５０％の範囲とするためには、ＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3の質量比が２０／８０〜５０／５０の範囲であるアルチックを使用することが好ましい。通常、原料組成とセラミック膜の組成は一致するため、例えば、原料混合比率を、質量比でＴｉＣ３０％、アルミナ７０％にすれば、ＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3の質量比が３０／７０のアルミナ膜を形成することができ、このアルミナ膜を前記セラミック膜として使用することにより接触摺動面上の凹部の面積率を３０％にすることができる。
【００２９】
磁気ヘッドは、例えばMR素子を埋め込んだ平板状の絶縁材を一対のセラミック板で挟みこんで得られた積層体を適当な大きさに裁断して得られたヘッドチップ（これが隆起部となる）をヘッドキャリア上に適当数配置することによって得ることができる。前記積層体の形成のためには、薄膜形成技術、接着技術などの各種方法を任意に組み合わせて用いることができる。またヘッドチップは、例えば接着剤を用いてヘッドキャリアと貼り合わせることができる。
【００３０】
MR素子の一例としては、例えば、下層として、膜厚約５ｎｍのタンタル層と、ＳＡＬバイアス層として、膜厚約３２ｎｍのＮｉＦｅＮｂ層と、中間絶縁層として、膜厚約５ｎｍのタンタル層と、磁気抵抗効果層として、膜厚約３０ｎｍのＮｉＦｅ層と、上層として、膜厚約１ｎｍのタンタル層とを、この順でスパッタリング等により順次積層することによって形成されたＭＲ素子を挙げることができる。このＭＲ素子では、ＮｉＦｅ層が磁気抵抗効果を有する軟磁性層であり、ＭＲ素子の感磁部となる。また、このＭＲ素子においては、ＮｉＦｅＮｂ層がＮｉＦｅ層に対してバイアス磁界を印加する、いわゆるＳＡＬ層となる。ただし、ＭＲ素子の層厚および材料は、ＭＲヘッドの使用目的に応じて適切な材料を選択し、適切な膜厚に設定すればよく、特に限定されるものではない。
【００３１】
また、各隆起部に含まれるＭＲ素子は記録用素子とともに再生用素子を含むこともできる。記録用素子のギャップ幅は、好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは０．１〜３μｍである。また、再生用素子のテープ走行方向における幅は、好ましくは５μｍ以下であり、より好ましくは０．１〜１μｍである。前述のように、本発明の磁気ヘッドは、記録用素子と再生用素子からなる素子対を２組以上含むマルチチャンネル型磁気ヘッドであることができる。
【００３２】
また、MR素子を埋め込む絶縁材は、例えば、絶縁性材料であるアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）やシリカ（ＳｉＯ2）等から構成することができる。また、絶縁材は、ＡｌＮ、Ａｌ−Ｎ−Ｘ（Ｘは、Ｓｉ、Ｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂの一種または二種以上）、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＤＬＣ、ＢＮ、ＭｇＯ、ＳｉＡｌＯＮ、ＡｌＯＮ、Ｓｉ3Ｎａ、ＳｉＣＯ、ＳｉＯＮ、ＳｉＣＯＮ等から構成することもできる。MR素子を埋め込んだ絶縁材の厚さは、例えば１５〜３０μｍ程度とすることができる。また、前記絶縁材を挟み込む一対のセラミック膜の詳細は先に説明した通りである。セラミック膜１枚あたりの厚さは、例えば０．１〜１ｍｍ程度である。
【００３３】
次に、ヘッドの作製方法の具体的態様について説明する。ただし、本発明は下記具体的態様に限定されるものではない。
【００３４】
まず、例えばＡｌＴｉＣよりなる基板２１上に、薄膜形成技術によりＭＲ素子を形成し、図２Ａに示すように、最終的に得る磁気ヘッドを構成する磁気ヘッド部５（図示せず）を有する記録再生素子パターン２２を区画形成する。
【００３５】
続いて、図２Ｂに示すように、この記録再生素子パターンに沿って基板２１の切断を行い、図２Ｃに示すようにバーチップ２３を得る。
【００３６】
次に、図３Ａに示すように、最終的に得る磁気ヘッドを構成するヘッドチップの幅を規定する、例えばアルチックやチタン酸カルシウムによる第１および第２のサイドバー２４ａおよび２４ｂをバーチップ２３に隣接配置し、バーチップ２３の記録再生素子パターン２２が形成された上面から、図３Ｂに示すように、バーチップ２３とサイドバー２４ａおよび２４ｂとに渡る、アルチックよりなる第１のカバー２５ａを例えば接着によって被着形成する。
【００３７】
次に、図４Ａに示すように、バーチップ２３の、第１のカバー２５ａが被着形成された面、すなわち記録再生素子パターンが形成された面とは反対側に、機械加工によって溝２３ａを形成した後、この溝２３ａが形成された面に対して、バーチップ２３とサイドバー２４ａおよび２４ｂとに渡る、アルチックよりなる第２のカバー２５ｂを、例えば接着によって被着形成してアレイ構造体２６を得る。
続いて、図４Ｂに示すように、バーチップ２３に被着形成された第１のカバー２５ａを、最終的に得る磁気ヘッドを構成するヘッドチップごとに切断する。
【００３８】
次に、図５Ａに示すように、バーチップ２３と、サイドバー２４ａおよび２４ｂと、第２のカバー２５ｂとを同時に切断することにより、図５Ｂに示すように、アレイ構造体２６から最終的に得る磁気ヘッドを構成するヘッドチップ２を得る。
【００３９】
続いて、図６Ａに示すように、最終的に得る磁気ヘッドの接触摺動面となる面を上面とし、この上面から第１および第２のカバー２５ａおよび２５ｂに対して、ポリッシュ研磨とスライス加工によって、あたり幅およびシャープエッジを形成し、図６Ｂに示すようにヘッドチップ２の外形状の選定を行う。
【００４０】
次に、図７Ａに示すように、最終的に得る磁気ヘッドを構成するキャビティとなる溝２３ａ内に、非磁性材（例えば銅板）による磁気シールド材７を挿入し、例えば接着によって溝２３ａの側面に固定して設置した後、図７Ｂに示すように、例えば第１のヘッドチップ２ａと第２のヘッドチップ２ｂを互いに貼り合わせ、予め第２のカバー２５ｂに対して行った外形状の選定に基づいて、スリット８を形成する。
【００４１】
上記態様においては、各ヘッドチップ２ａおよび２ｂを構成する第１および第２の磁気ヘッド部５ａおよび５ｂを、第１および第２の磁気シールド材７ａおよび７ｂを挟んで対向配置する構成とすることにより、最終的に得る磁気ヘッドにおける一方の磁気ヘッド部からの記録磁界が、他方の磁気ヘッド部を構成する例えば再生用素子に影響することを防ぐための磁気シールド材を、特段の手間をかけることなく各磁気ヘッド部の至近位置に配置形成することができる。
【００４２】
第１のヘッドチップ２ａと第２のヘッドチップ２ｂを貼り合わせた後、図８に示すように、これらのヘッドチップ２ａおよび２ｂをアルミニウムまたは真鍮よりなるヘッドキャリア３上に載置固定するとともに、各ヘッドチップを構成する溝２３ａの底面側の開口をヘッドキャリア３で塞ぐことにより、２つの隆起部を有する磁気ヘッドを得ることができる。そして得られた磁気ヘッドに対して先に説明した研磨処理を施すことにより本発明のヘッドを得ることができる。本発明のヘッドの構造および製造方法については、例えば特開２００６−１２７７３０号公報、特開２００６−５４０４４号公報等を参照することができる。
【００４３】
［リニアテープドライブ装置、磁気記録再生方法］
本発明のリニアテープドライブ装置は、磁気テープおよび磁気ヘッドを含み、磁気信号の記録および／または再生時に磁気テープと磁気ヘッドとが接触摺動する接触摺動型リニアテープドライブ装置であって、磁気ヘッドとして、本発明の磁気ヘッドを含むものである。
本発明の磁気記録再生方法は、磁気ヘッドと磁気テープとを接触摺動させながら該磁気テープにリニア方式で磁気信号を記録および／または再生する磁気記録再生方法であって、磁気ヘッドとして、本発明の磁気ヘッドを使用するものである。
【００４４】
前記磁気ヘッドの詳細は先に説明した通りである。
以下、本発明のリニアテープドライブ装置に含まれる磁気テープについて説明する。
【００４５】
先に説明したように、本発明の磁気ヘッドは高密度記録化のために表面平滑性を高めた磁気テープを接触摺動型リニアテープドライブにおいて安定走行させることが可能である。このような磁気ヘッドを含む本発明のリニアテープドライブ装置は、磁気テープとして、高い表面平滑性を有する磁気テープを含むことができる。本発明の装置に含まれる磁気記録媒体の磁性層の表面平滑性は、接触摺動時に磁気ヘッドと接触摺動する面の中心線平均粗さが２．０ｎｍ以下であることが好ましい。本発明のヘッドを中心線平均粗さ２．０ｎｍ以下の磁気テープと組み合わせることにより、例えば６Ｇｂｐｓｉ以上、更には１０Ｇｂｐｓｉの記録密度も達成可能である。なお走行安定性の点からは、磁気テープのヘッドとの接触摺動面の中心線平均粗さは０．１ｎｍ以上であることが好ましい。磁気テープのヘッドとの接触摺動面の中心線平均粗さは、より好ましくは０．１〜１．５ｎｍ、更に好ましくは０．３〜１．３ｎｍである。前記中心線平均粗さは、ＷＹＫＯ社製ＨＤ２０００によって測定された値をいうものとする。
【００４６】
磁性層の表面平滑性の制御方法としては、表面平滑性の高い支持体を使用する方法、磁性層と支持体との間に下塗り層（平滑化層）を設ける方法、磁性層に平滑化処理（スムージング処理、カレンダー処理）を施す方法等を挙げることができ、これらの方法を任意に組み合わせることにより、高い表面平滑性を有する磁性層を形成することができる。スムージング処理は、下層を塗布直後に塗布層がまだ湿潤状態のうちに塗布方向にせん断をかける処理であり、塗布層中の凝集体を破壊するために有効である。通常、硬い板状の平滑なスムーザー（例えば中心線平均表面粗さＲａ≦２．５ｎｍ）を湿潤状態の表面に接触させ、せん断をかけることにより行う。カレンダー処理では、カレンダーロールの温度、圧力、速度、素材、表面性、ロール構成等を適宜設定することにより、磁性層表面平滑性を高めることができる。
【００４７】
前記磁気テープは、金属薄膜からなる磁性層を有する蒸着型磁気記録媒体であってもよく、塗布型磁気記録媒体であってもよい。塗布型磁気記録媒体としては、強磁性粉末、結合剤および研磨剤を含む磁性層を少なくとも一層有するものを使用することができる。
【００４８】
結合剤としては、磁気記録媒体の結合剤として通常使用される従来公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂やこれらの混合物を使用することができる。熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂および反応型樹脂については、いずれも朝倉書店発行の「プラスチックハンドブック」に詳細に記載されている。結合剤として使用可能な樹脂は、公知の方法で合成可能であり、また市販品としても入手可能である。
【００４９】
研磨剤としては、ジルコニア、アルミナ研磨剤、例えば、α化率９０質量％以上のα−アルミナ、β−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、コランダム、窒化珪素、炭化珪素、チタンカ−バイト、酸化チタン、二酸化珪素、窒化ホウ素、など主としてモ−ス硬度６以上の公知の材料を単独または組合せて使用することができる。また、これらの研磨剤どうしの複合体（研磨剤を他の研磨剤で表面処理したもの）を使用してもよい。これらの研磨剤には主成分以外の化合物または元素が含まれる場合もあるが、主成分が９０％以上であれば効果にかわりはない。これら研磨剤の粒子サイズは０．０１〜２μｍであることが好ましく、特に電磁変換特性を高めるためには、その粒度分布が狭い方が好ましい。また耐久性を向上させるためには、必要に応じて粒子サイズの異なる研磨剤を組み合わせたり、単独の研磨剤でも粒径分布を広くして同様の効果をもたせることも可能である。タップ密度は０．３〜２ｇ／ｃｃ、含水率は０．１〜５％、ｐＨは２〜１１、比表面積は１〜３０ｍ2／ｇ、であることがそれぞれ好ましい。本発明に用いられる研磨剤の形状は、針状、球状、サイコロ状、のいずれでも良いが、形状の一部に角を有するものが研磨性が高く好ましい。具体的には住友化学社製ＡＫＰ−１２、ＡＫＰ−１５、ＡＫＰ−２０、ＡＫＰ−３０、ＡＫＰ−５０、ＨＩＴ２０、ＨＩＴ−３０、ＨＩＴ−５５、ＨＩＴ６０、ＨＩＴ７０、ＨＩＴ８０、ＨＩＴ１００、レイノルズ社製ＥＲＣ−ＤＢＭ、ＨＰ−ＤＢＭ、ＨＰＳ−ＤＢＭ、不二見研磨剤社製ＷＡ１００００、上村工業社製ＵＢ２０、日本化学工業社製Ｇ−５、クロメックスＵ２、クロメックスＵ１、戸田工業社製ＴＦ１００、ＴＦ１４０、イビデン社製ベータランダムウルトラファイン、昭和鉱業社製Ｂ−３などが挙げられる。
【００５０】
磁性層に含まれる強磁性粉末としては、体積が１０００〜２００００ｎｍ3のものが好ましく、２０００〜８０００ｎｍ3のものが更に好ましい。この範囲とすることにより、熱揺らぎにより磁気特性の低下を有効に抑えることができると共に低ノイズを維持したまま良好なＣ／Ｎ（Ｓ／Ｎ）を得ることができる。
なお、針状粉末の体積は、形状を円柱と想定して長軸長、短軸長から求める。
板状粉末の場合は、形状を角柱（六方晶系フェライト粉末の場合は６角柱）と想定して板径、軸長（板厚）から体積を求める。
窒化鉄系粉末の場合は、形状を球と想定して体積を求める。
【００５１】
磁性体のサイズは、例えば、以下の方法で求めることができる。
まず、磁性層を適当量剥ぎ取る。剥ぎ取った磁性層３０〜７０ｍｇにｎ−ブチルアミンを加え、ガラス管中に封かんし熱分解装置にセットして１４０℃で約１日加熱する。冷却後にガラス管から内容物を取り出し、遠心分離し、液と固形分を分離する。分離した固形分をアセトンで洗浄し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）用の粉末試料を得る。この試料を日立製透過型電子顕微鏡Ｈ−９０００型を用いて粒子を撮影倍率１０００００倍で撮影し、総倍率５０００００倍になるように印画紙にプリントして粒子写真を得る。粒子写真から目的の磁性体を選びデジタイザーで粉体の輪郭をトレースしカールツァイス製画像解析ソフトＫＳ−４００で粒子のサイズを測定する。５００個の粒子のサイズを測定する。
なお、本発明において、磁性体等の粉体のサイズ（以下、「粉体サイズ」と言う）は、（１）粉体の形状が針状、紡錘状、柱状（ただし、高さが底面の最大長径より大きい）等の場合は、粉体を構成する長軸の長さ、即ち長軸長で表され、（２）粉体の形状が板状乃至柱状（ただし、厚さ乃至高さが板面乃至底面の最大長径より小さい）場合は、その板面乃至底面の最大長径で表され、（３）粉体の形状が球形、多面体状、不特定形等であって、かつ形状から粉体を構成する長軸を特定できない場合は、円相当径で表される。円相当径とは、円投影法で求められるものを言う。
また、該粉体の平均粉体サイズは、上記粉体サイズの算術平均であり、５００個の一次粒子について上記の如く測定を実施して求めたものである。一次粒子とは、凝集のない独立した粉体をいう。
また、該粉体の平均針状比は、上記測定において粉体の短軸の長さ、即ち短軸長を測定し、各粉体の（長軸長／短軸長）の値の算術平均を指す。ここで、短軸長とは、上記粉体サイズの定義で（１）の場合は、粉体を構成する短軸の長さを、同じく（２）の場合は、厚さ乃至高さを各々指し、（３）の場合は、長軸と短軸の区別がないから、（長軸長／短軸長）は、便宜上１とみなす。
そして、粉体の形状が特定の場合、例えば、上記粉体サイズの定義（１）の場合は、平均粉体サイズを平均長軸長と言い、同定義（２）の場合は平均粉体サイズを平均板径と言い、（最大長径／厚さ乃至高さ）の算術平均を平均板状比という。同定義（３）の場合は平均粉体サイズを平均直径（平均粒径、平均粒子径ともいう）という。粉体サイズ測定において、標準偏差／平均値をパーセント表示したものを変動係数と定義する。
【００５２】
強磁性粉末は、金属粉末、鉄白金粉末、窒化鉄粉末およびバリウムフェライト粉末から選択することが好ましく、六方晶フェライト粉末を含むことが好ましい。
【００５３】
六方晶フェライト粉末には、例えば、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト、鉛フェライト、カルシウムフェライト、それらのＣｏ等の置換体等がある。より具体的には、マグネトプランバイト型のバリウムフェライトおよびストロンチウムフェライト、スピネルで粒子表面を被覆したマグネトプランバイト型フェライト、さらに一部にスピネル相を含有したマグネトプランバイト型のバリウムフェライトおよびストロンチウムフェライト等が挙げられる。その他、所定の原子以外にＡｌ、Ｓｉ、Ｓ，Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｙ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇｅ、Ｎｂなどの原子を含んでもかまわない。一般には、Ｃｏ−Ｚｎ、Ｃｏ−Ｔｉ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｚｒ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｚｎ、Ｎｂ−Ｚｎ−Ｃｏ、Ｓｂ−Ｚｎ−Ｃｏ、Ｎｂ−Ｚｎ等の元素を添加した物を使用できる。また原料・製法によっては特有の不純物を含有するものもある。
【００５４】
六方晶フェライト粉末の平均板径は、１０〜４０ｎｍであることが好ましく、１０〜３０ｎｍであることがより好ましく、１５〜２５ｎｍであることが更に好ましい。上記サイズの六方晶フェライト粉末は、高密度記録用磁気テープに使用される磁性体として好適である。平均板状比［（板径／板厚）の算術平均］は１〜１５であることが好ましく、１〜７であることが更に好ましい。平均板状比が１〜１５であれば、磁性層で高充填性を保持しながら充分な配向性が得られ、かつ、粒子間のスタッキングによるノイズ増大を抑えることができる。また、上記粒子サイズの範囲内におけるＢＥＴ法による比表面積（ＳBET）は、４０ｍ2／ｇ以上が好ましく、４０〜２００ｍ2／ｇであることがさらに好ましく、６０〜１００ｍ2／ｇであることが最も好ましい。
【００５５】
六方晶フェライト粉末の粒子板径・板厚の分布は、通常狭いほど好ましい。粒子板径・板厚を数値化することは、粒子ＴＥＭ写真より５００粒子を無作為に測定することで比較できる。粒子板径・板厚の分布は正規分布ではない場合が多いが、計算して平均サイズに対する標準偏差で表すと、通常σ／平均サイズ＝０．１〜１．０である。粒子サイズ分布をシャープにするには、粒子生成反応系をできるだけ均一にすると共に、生成した粒子に分布改良処理を施すことも行われている。例えば、酸溶液中で超微細粒子を選別的に溶解する方法等も知られている。
【００５６】
六方晶フェライト粉末としては、抗磁力（Ｈｃ）１４３．３〜３１８．５ｋＡ／ｍ（１８００〜４０００Ｏｅ）の範囲のものを作製可能である。六方晶フェライト粉末の抗磁力は、好ましくは１５９．２〜２３８．９ｋＡ／ｍ（２０００〜３０００Ｏｅ）、さらに好ましくは１９１．０〜２１４．９ｋＡ／ｍ（２２００〜２８００Ｏｅ）である。
抗磁力（Ｈｃ）は、粒子サイズ（板径・板厚）、含有元素の種類と量、元素の置換サイト、粒子生成反応条件等により制御できる。
【００５７】
六方晶フェライト粉末の飽和磁化（σｓ）は３０〜８０Ａ・ｍ2／ｋｇ（ｅｍｕ／ｇ）であることが好ましい。飽和磁化（σｓ）は高い方が好ましいが、微粒子になるほど小さくなる傾向がある。飽和磁化（σｓ）の改良のため、マグネトプランバイトフェライトにスピネルフェライトを複合することや、含有元素の種類と添加量の選択等がよく知られている。またＷ型六方晶フェライトを用いることも可能である。磁性体を分散する際に磁性体粒子表面を分散媒、ポリマーに合った物質で処理することも行われている。表面処理剤としては、無機化合物および有機化合物を使用することができる。主な化合物としてはＳｉ、Ａｌ、Ｐ等の酸化物または水酸化物、各種シランカップリング剤、各種チタンカップリング剤が代表例である。添加量は強磁性粉末の質量に対して０．１〜１０質量％とすることが好ましい。強磁性粉末のｐＨも分散に重要である。通常４〜１２程度で分散媒、ポリマーにより最適値があるが、媒体の化学的安定性、保存性から６〜１１程度が選択される。磁性体に含まれる水分も分散に影響する。分散媒、ポリマーにより最適値があるが通常０．０１〜２．０質量％が選ばれる。
【００５８】
六方晶フェライト粉末の製法としては、（１）酸化バリウム・酸化鉄・鉄を置換する金属酸化物とガラス形成物質として酸化ホウ素等を所望のフェライト組成になるように混合した後溶融し、急冷して非晶質体とし、次いで再加熱処理した後、洗浄・粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得るガラス結晶化法、（２）バリウムフェライト組成金属塩溶液をアルカリで中和し、副生成物を除去した後１００℃以上で液相加熱した後洗浄・乾燥・粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得る水熱反応法、（３）バリウムフェライト組成金属塩溶液をアルカリで中和し、副生成物を除去した後乾燥し１１００℃以下で処理し、粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得る共沈法等があるが、本発明は製法を選ばない。六方晶フェライト粉末は、必要に応じ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐまたはこれらの酸化物などで表面処理を施してもかまわない。その量は強磁性粉末に対し、通常０．１〜１０質量％であり表面処理を施すと脂肪酸などの潤滑剤の吸着が１００ｍｇ／ｍ2以下になり好ましい。強磁性粉末には可溶性のＮａ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｒなどの無機イオンを含む場合がある。これらは、本質的に無い方が好ましいが、２００ｐｐｍ以下であれば特に特性に影響を与えることは少ない。
【００５９】
磁気テープとしては、非磁性支持体と磁性層との間に、非磁性粉末と結合剤とを含む非磁性層を有するものを使用することもできる。
【００６０】
非磁性層に含まれる非磁性粉末は、無機物質でも有機物質でもよい。また、カーボンブラック等も使用できる。無機物質としては、例えば金属、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物などが挙げられる。
【００６１】
具体的には二酸化チタン等のチタン酸化物、酸化セリウム、酸化スズ、酸化タングステン、ＺｎＯ、ＺｒＯ2、ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、α化率９０〜１００％のα−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ、α−酸化鉄、ゲータイト、コランダム、窒化珪素、チタンカーバイト、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、酸化銅、ＭｇＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＢａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、ＢａＳＯ4、炭化珪素、炭化チタンなどが単独または２種類以上を組み合わせて使用され得る。好ましいものは、α−酸化鉄、酸化チタンである。
【００６２】
非磁性粉末の形状は、針状、球状、多面体状、板状のいずれでもあってもよい。非磁性粉末の結晶子サイズは、４ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、４０〜１００ｎｍがさらに好ましい。結晶子サイズが４ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であれば、分散が困難になることもなく、また好適な表面粗さを有するため好ましい。これら非磁性粉末の平均粒径は、５ｎｍ〜５００ｎｍが好ましいが、必要に応じて平均粒径の異なる非磁性粉末を組み合わせたり、単独の非磁性粉末でも粒径分布を広くしたりして同様の効果をもたせることもできる。とりわけ好ましい非磁性粉末の平均粒径は、１０〜２００ｎｍである。５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であれば、分散も良好で、かつ好適な表面粗さを有するため好ましい。
【００６３】
非磁性粉末の比表面積は、例えば１〜１５０ｍ2／ｇであり、好ましくは２０〜１２０ｍ2／ｇであり、さらに好ましくは５０〜１００ｍ2／ｇである。比表面積が１〜１５０ｍ2／ｇの範囲内にあれば、好適な表面粗さを有し、かつ、所望の結合剤量で分散できるため好ましい。ジブチルフタレート（ＤＢＰ）を用いた吸油量は、例えば５〜１００ｍｌ／１００ｇ、好ましくは１０〜８０ｍｌ／１００ｇ、さらに好ましくは２０〜６０ｍｌ／１００ｇである。比重は、例えば１〜１２、好ましくは３〜６である。タップ密度は、例えば０．０５〜２ｇ／ｍｌ、好ましくは０．２〜１．５ｇ／ｍｌである。タップ密度が０．０５〜２ｇ／ｍｌの範囲であれば、飛散する粒子が少なく操作が容易であり、また装置にも固着しにくくなる傾向がある。非磁性粉末のｐＨは２〜１１であることが好ましく、６〜９の間が特に好ましい。ｐＨが２〜１１の範囲にあれば、高温、高湿下または脂肪酸の遊離により摩擦係数が大きくなることを防ぐことができる。非磁性粉末の含水率は、例えば０．１〜５質量％、好ましくは０．２〜３質量％、さらに好ましくは０．３〜１．５質量％である。含水量が０．１〜５質量％の範囲であれば、分散も良好で、分散後の塗料粘度も安定するため好ましい。強熱減量は、２０質量％以下であることが好ましく、強熱減量が小さいものが好ましい。
【００６４】
また、非磁性粉末が無機粉体である場合には、モース硬度は４〜１０のものが好ましい。モース硬度が４〜１０の範囲であれば耐久性を確保することができる。非磁性粉末のステアリン酸吸着量は、好ましくは１〜２０μｍｏｌ／ｍ2であり、さらに好ましくは２〜１５μｍｏｌ／ｍ2である。非磁性粉末の２５℃での水への湿潤熱は、２００〜６００ｅｒｇ／ｃｍ2（２００〜６００ｍＪ／ｍ2）の範囲にあることが好ましい。また、この湿潤熱の範囲にある溶媒を使用することができる。１００〜４００℃での表面の水分子の量は１〜１０個／１００Åが適当である。水中での等電点のｐＨは、３〜９の間にあることが好ましい。これらの非磁性粉末の表面には表面処理が施されることによりＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、Ｓｂ2Ｏ3、ＺｎＯが存在することが好ましい。特に分散性に好ましいものはＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2であるが、さらに好ましいのはＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2である。これらは組み合わせて使用してもよいし、単独で用いることもできる。また、目的に応じて共沈させた表面処理層を用いてもよいし、先ずアルミナで処理した後にその表層をシリカで処理する方法、またはその逆の方法を採ることもできる。また、表面処理層は目的に応じて多孔質層にしても構わないが、均質で密である方が一般には好ましい。
【００６５】
非磁性層に用いられる非磁性粉末の具体的な例としては、例えば、昭和電工製ナノタイト、住友化学製ＨＩＴ−１００、ＺＡ−Ｇ１、戸田工業社製ＤＰＮ−２５０、ＤＰＮ−２５０ＢＸ、ＤＰＮ−２４５、ＤＰＮ−２７０ＢＸ、ＤＰＢ−５５０ＢＸ、ＤＰＮ−５５０ＲＸ、石原産業製酸化チタンＴＴＯ−５１Ｂ、ＴＴＯ−５５Ａ、ＴＴＯ−５５Ｂ、ＴＴＯ−５５Ｃ、ＴＴＯ−５５Ｓ、ＴＴＯ−５５Ｄ、ＳＮ−１００、ＭＪ−７、α−酸化鉄Ｅ２７０、Ｅ２７１、Ｅ３００、チタン工業製ＳＴＴ−４Ｄ、ＳＴＴ−３０Ｄ、ＳＴＴ−３０、ＳＴＴ−６５Ｃ、テイカ製ＭＴ−１００Ｓ、ＭＴ−１００Ｔ、ＭＴ−１５０Ｗ、ＭＴ−５００Ｂ、Ｔ−６００Ｂ、Ｔ−１００Ｆ、Ｔ−５００ＨＤなどが挙げられる。堺化学製ＦＩＮＥＸ−２５、ＢＦ−１、ＢＦ−１０、ＢＦ−２０、ＳＴ−Ｍ、同和鉱業製ＤＥＦＩＣ−Ｙ、ＤＥＦＩＣ−Ｒ、日本アエロジル製ＡＳ２ＢＭ、ＴｉＯ２Ｐ２５、宇部興産製１００Ａ、５００Ａ、チタン工業製Ｙ−ＬＯＰおよびそれを焼成したものが挙げられる。特に好ましい非磁性粉末は二酸化チタンとα−酸化鉄である。
【００６６】
非磁性層には非磁性粉末と共に、カーボンブラックを混合し表面電気抵抗を下げ、光透過率を小さくすると共に、所望のマイクロビッカース硬度を得ることができる。非磁性層のマイクロビッカース硬度は、通常２５〜６０ｋｇ／ｍｍ2（２４５〜５８８ＭＰａ）、好ましくはヘッド当りを調整するために、３０〜５０ｋｇ／ｍｍ2（２９４〜４９０ＭＰａ）であり、薄膜硬度計（日本電気製ＨＭＡ−４００）を用いて、稜角８０度、先端半径０．１μｍのダイヤモンド製三角錐針を圧子先端に用いて測定することができる。詳細は「薄膜の力学的特性評価技術」リアライズ社を参考にできる。光透過率は一般に波長９００ｎｍ程度の赤外線の吸収が３％以下、たとえばＶＨＳ用磁気テープでは０．８％以下であることが規格化されている。このためにはゴム用ファーネス、ゴム用サーマル、カラー用ブラック、アセチレンブラック等を用いることができる。
【００６７】
非磁性層に用いられるカーボンブラックの比表面積は、例えば１００〜５００ｍ2／ｇ、好ましくは１５０〜４００ｍ2／ｇ、ＤＢＰ吸油量は、例えば２０〜４００ｍｌ／１００ｇ、好ましくは３０〜２００ｍｌ／１００ｇである。カーボンブラックの粒子径は、例えば５〜８０ｎｍ、好ましく１０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは１０〜４０ｎｍである。カーボンブラックのｐＨは、例えば２〜１０、含水率は０．１〜１０％、タップ密度は０．１〜１ｇ／ｍｌが好ましい。
【００６８】
非磁性層に用いることができるカーボンブラックの具体的な例としては、キャボット社製ＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬＳ  ２０００、１３００、１０００、９００、８００、８８０、７００、ＶＵＬＣＡＮ  ＸＣ−７２、三菱化学社製＃３０５０Ｂ、＃３１５０Ｂ、＃３２５０Ｂ、＃３７５０Ｂ、＃３９５０Ｂ、＃９５０、＃６５０Ｂ、＃９７０Ｂ、＃８５０Ｂ、ＭＡ−６００、コロンビアカーボン社製ＣＯＮＤＵＣＴＥＸ  ＳＣ、ＲＡＶＥＮ８８００、８０００、７０００、５７５０、５２５０、３５００、２１００、２０００、１８００、１５００、１２５５、１２５０、ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製ケッチェンブラックＥＣなどが挙げられる。
【００６９】
また、カーボンブラックを分散剤などで表面処理したり、樹脂でグラフト化して使用しても、表面の一部をグラファイト化したものを使用してもかまわない。また、カーボンブラックを塗料に添加する前にあらかじめ結合剤で分散してもかまわない。これらのカーボンブラックは、例えば、上記無機粉末に対して５０質量％を越えない範囲、非磁性層総質量の４０％を越えない範囲で使用できる。これらのカーボンブラックは単独、または組み合せで使用することができる。非磁性層で使用できるカーボンブラックは例えば「カーボンブラック便覧」カーボンブラック協会編、を参考にすることができる。
【００７０】
また非磁性層には目的に応じて有機質粉末を添加することもできる。このような有機質粉末としては、例えば、アクリルスチレン系樹脂粉末、ベンゾグアナミン樹脂粉末、メラミン系樹脂粉末、フタロシアニン系顔料が挙げられるが、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、ポリフッ化エチレン樹脂も使用することができる。その製法は、特開昭６２−１８５６４号公報、特開昭６０−２５５８２７号公報に記されているようなものが使用できる。
【００７１】
非磁性層の結合剤、潤滑剤、分散剤、添加剤、溶剤、分散方法その他は、磁性層のそれが適用できる。特に、結合剤量、種類、添加剤、分散剤の添加量、種類に関しては磁性層に関する公知技術が適用できる。
【００７２】
また、本発明の磁気記録媒体は、下塗り層を設けてもよい。下塗り層を設けることによって支持体と磁性層または非磁性層との接着力を向上させることができる。下塗り層としては、溶剤への可溶性のポリエステル樹脂を使用することができる。
【００７３】
非磁性支持体としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポリオレフィン類、セルローストリアセテート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルフォン、ポリアラミド、芳香族ポリアミド、ポリベンゾオキサゾ−ルなどの公知のフィルムが使用できる。ポリエチレンナフタレート、ポリアミドなどの高強度支持体を用いることが好ましい。また必要に応じ、磁性面と非磁性支持体面の表面粗さを変えるため特開平３−２２４１２７号公報に示されるような積層タイプの支持体を用いることもできる。これらの支持体にはあらかじめコロナ放電処理、プラズマ処理、易接着処理、熱処理、除塵処理などを行ってもよい。また支持体としてアルミまたはガラス基板を適用することも可能である。
【００７４】
非磁性支持体の厚みは、好ましくは３〜８０μｍ、より好ましくは３〜５０μｍ、特に好ましくは３〜１０μｍである。また支持体表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）は、４ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２ｎｍ以下である。このＲａは、ＷＹＫＯ社製ＨＤ２０００で測定した値をいうものとする。
また、非磁性支持体の長手方向および幅方向のヤング率は、６．０ＧＰａ以上が好ましく、７．０ＧＰａ以上がさらに好ましい。
【００７５】
本発明で用いられる磁気テープの厚み構成は、非磁性支持体の厚みが好ましくは３〜８０μｍ、より好ましくは３〜５０μｍ、特に好ましくは３〜１０μｍである。また、非磁性支持体と非磁性層または磁性層の間に下塗り層を設けた場合、下塗り層の厚みは、好ましくは０．０１〜０．８μｍ、より好ましくは０．０２〜０．６μｍである。
【００７６】
また支持体と下層または磁性層との間に平滑化を目的とした中間層を設けることができる。例えば非磁性支持体の表面に、ポリマーを含有した塗布液を塗布、乾燥して形成するか、分子中に放射線硬化官能基を有する化合物（放射線硬化型化合物）を含有した塗布液を塗布し、その後、放射線を照射し、塗布液を硬化させて形成することができる。
【００７７】
放射線硬化型化合物の分子量は、２００〜２０００の範囲であることが好ましい。分子量がこの範囲であると、比較的低分子量であるので、カレンダー工程において塗膜が流動し易く成形性が高く、平滑な塗膜を形成することができる。
【００７８】
放射線硬化型化合物として好ましいものは、分子量２００〜２０００の２官能のアクリレート化合物であり、更に好ましいものはビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、水素化ビスフェノールＡ、水素化ビスフェノールＦやこれらのアルキレンオキサイド付加物にアクリル酸、メタクリル酸を付加させたものである。
【００７９】
放射線硬化型化合物は、ポリマー型の結合剤と併用されてもよい。併用される結合剤としては、従来公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂やこれらの混合物が挙げられる。放射線として、紫外線を用いる場合は、重合開始剤を併用することが好ましい。重合開始剤としては、公知の光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤および光アミン発生剤等を用いることができる。
また、放射線硬化型化合物は、非磁性層に用いることもできる。
【００８０】
磁性層の厚みは、用いる磁気ヘッドの飽和磁化量やヘッドギャップ長、記録信号の帯域により最適化されるものであるが、一般には１０〜１５０ｎｍであり、好ましくは２０〜１２０ｎｍであり、さらに好ましくは３０〜１００ｎｍであり、特に好ましくは３０〜８０ｎｍである。また、磁性層の厚み変動率（σ／δ）は±５０％以内が好ましく、さらに好ましくは±３０％以内である。磁性層は少なくとも一層あればよく、磁性層を異なる磁気特性を有する２層以上に分離してもかまわず、公知の重層磁性層に関する構成が適用できる。
【００８１】
非磁性層の厚みは、０．０１〜１μｍであることが好ましい。なお、非磁性層は、実質的に非磁性であればその効果を発揮するものであり、例えば不純物として、あるいは意図的に少量の磁性体を含んでいても、非磁性層の残留磁束密度が１０ｍＴ以下または抗磁力が７．９６ｋＡ／ｍ（１００Ｏｅ）以下であれば非磁性層に含まれる。非磁性層は、残留磁束密度と抗磁力を持たないことが好ましい。
【００８２】
磁気テープには、非磁性支持体の磁性層を設けた面とは反対の面にバック層を設けることが好ましい。バック層には、カーボンブラックと無機粉末が含有されていることが好ましい。結合剤、各種添加剤は、磁性層や非磁性層の処方が適用可能である。バック層の厚みは、０．９μｍ以下が好ましく、０．１〜０．７μｍが更に好ましい。
【００８３】
次に、上記磁気テープの製造方法について説明する。
磁性層用塗布液、非磁性層用塗布液またはバック層用塗布液を製造する工程は、少なくとも混練工程、分散工程、およびこれらの工程の前後に必要に応じて設けた混合工程からなることができる。個々の工程はそれぞれ２段階以上に分かれていてもかまわない。強磁性粉末、非磁性粉末、結合剤、カーボンブラック、研磨材、帯電防止剤、潤滑剤、溶剤などすべての原料はどの工程の最初または途中で添加してもかまわない。また、個々の原料を２つ以上の工程で分割して添加してもかまわない。例えば、ポリウレタンを混練工程、分散工程、分散後の粘度調整のための混合工程で分割して投入してもよい。本発明の目的を達成するためには、従来の公知の製造技術を一部の工程として用いることができる。混練工程ではオープンニーダ、連続ニーダ、加圧ニーダ、エクストルーダなど強い混練力をもつものを使用することが好ましい。これらの混練処理の詳細については特開平１−１０６３３８号公報、特開平１−７９２７４号公報に記載されている。また、磁性層用塗布液、非磁性層用塗布液またはバック層用塗布液を分散させるには、ガラスビーズを用いることができる。このようなガラスビーズとしては、高比重の分散メディアであるジルコニアビーズ、チタニアビーズ、スチールビーズが好適である。これら分散メディアの粒径と充填率は最適化して用いることができる。分散機は公知のものを使用することができる。
【００８４】
磁気テープは、例えば、走行下にある非磁性支持体の表面に磁性層用塗布液を所定の膜厚となるようにして磁性層を塗布して形成することができる。ここで複数の磁性層用塗布液を逐次または同時に重層塗布してもよく、非磁性層用塗布液と磁性層用塗布液とを逐次または同時に重層塗布してもよい。磁性層用塗布液または非磁性層用塗布液を塗布する塗布機としては、エアードクターコート、ブレードコート、ロッドコート、押出しコート、エアナイフコート、スクイズコート、含浸コート、リバースロールコート、トランスファーロールコート、グラビヤコート、キスコート、キャストコート、スプレイコート、スピンコート等が利用できる。これらについては例えば（株）総合技術センター発行の「最新コーティング技術」（昭和５８年５月３１日）を参考にできる。
【００８５】
磁性層用塗布液の塗布層は、磁気テープの場合、磁性層用塗布液の塗布層中に含まれる強磁性粉末にコバルト磁石やソレノイドを用いて磁場配向処理してもかまわない。ディスクの場合、配向装置を用いず無配向でも十分に等方的な配向性が得られることもあるが、コバルト磁石を斜めに交互に配置すること、ソレノイドで交流磁場を印加するなど公知のランダム配向装置を用いることが好ましい。等方的な配向とは強磁性金属粉末の場合、一般的には面内２次元ランダムが好ましいが、垂直成分をもたせて３次元ランダムとすることもできる。また異極対向磁石など公知の方法を用い、垂直配向とすることで円周方向に等方的な磁気特性を付与することもできる。特に高密度記録を行う場合は垂直配向が好ましい。また、スピンコートを用いて円周配向することもできる。
【００８６】
乾燥風の温度、風量、塗布速度を制御することで塗膜の乾燥位置を制御することが好ましい。塗布速度は２０ｍ／分〜１０００ｍ／分、乾燥風の温度は６０℃以上が好ましい、また磁石ゾーンに入る前に適度の予備乾燥を行うこともできる。
【００８７】
このようにして得られた塗布原反は、通常、一旦巻き取りロールにより巻き取られ、所定時間後、この巻き取りロールから巻き出され、カレンダー処理に施される。
カレンダー処理には、例えばスーパーカレンダーロールなどを利用することができる。カレンダー処理によって、表面平滑性が向上するとともに、乾燥時の溶剤の除去によって生じた空孔が消滅し磁性層中の強磁性粉末の充填率が向上するので、電磁変換特性の高い磁気記録媒体を得ることができる。カレンダー処理する工程は、塗布原反の表面の平滑性に応じて、カレンダー処理条件を変化させながら行うことが好ましい。
【００８８】
塗布原反は、概ね、巻き取りロールの芯側から外側に向かって光沢値が低下し、長手方向において品質にばらつきがあることがある。なお光沢値は、表面粗さＲａと相関（比例関係）があることが知られている。したがって、カレンダー処理工程で、カレンダー処理条件、例えばカレンダーロール圧力を変化させず一定に保持すると、塗布原反の巻き取りによって生じた長手方向における平滑性の相違について何ら対策が講じられていないことになり、最終製品も長手方向に品質のばらつきが生じることがある。
したがって、カレンダー処理工程で、カレンダー処理条件、例えばカレンダーロール圧力を変化させ、塗布原反の巻き取りによって生じた長手方向における平滑性の相違を相殺することが好ましい。具体的には、巻き取りロールから巻き出された塗布原反の芯側から外側に向かってカレンダーロールの圧力を低下させていくことが好ましい。本発明者らの検討によれば、カレンダーロールの圧力を下げると光沢値は低下する（平滑性が低下する）ことが見出されている。これにより、塗布原反の巻き取りによって生じた長手方向における平滑性の相違が相殺され、長手方向において品質にばらつきのない最終製品が得られる。
【００８９】
なお、前記ではカレンダーロールの圧力を変化させる例について説明したが、これ以外にも、カレンダーロール温度、カレンダーロール速度、カレンダーロールテンションを制御することによって行うことができる。塗布型媒体の特性を考慮すると、カレンダーロール圧力、カレンダーロール温度を制御することが好ましい。カレンダーロール圧力を低くする、あるいはカレンダーロール温度を低くすることにより、最終製品の表面平滑性は低下する。逆に、カレンダーロール圧力を高くする、あるいはカレンダーロール温度を高くすることにより、最終製品の表面平滑性は高まる。
【００９０】
これとは別に、カレンダー処理工程後に得られた磁気記録媒体を、サーモ処理して熱硬化を進行させることもできる。このようなサーモ処理は、磁性層用塗布液の配合処方により適宜決定すればよいが、例えば３５〜１００℃であり、好ましくは５０〜８０℃である。またサーモ処理時間は、１２〜７２時間、好ましくは２４〜４８時間である。
【００９１】
カレンダーロールとしてはエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の耐熱性プラスチックロールを使用することができる。また金属ロールで処理することもできる。
【００９２】
カレンダー処理条件としては、カレンダーロールの温度は、例えば６０〜１００℃の範囲、好ましくは７０〜１００℃の範囲、特に好ましくは８０〜１００℃の範囲であり、圧力は、例えば１００〜５００ｋｇ／ｃｍ（９８〜４９０ｋＮ／ｍ）の範囲であり、好ましくは２００〜４５０ｋｇ／ｃｍ（１９６〜４４１ｋＮ／ｍ）の範囲であり、特に好ましくは３００〜４００ｋｇ／ｃｍ（２９４〜３９２ｋＮ／ｍ）の範囲の条件が好ましい。
【００９３】
磁性層の中心線平均粗さについては、先に説明した通りである。また、磁性層の十点平均粗さＲｚは３０ｎｍ以下であることが好ましい。これらは支持体のフィラーによる表面性のコントロールやカレンダ処理のロール表面形状などでコントロールすることができる。カールは±３ｍｍ以内とすることが好ましい。
【００９４】
得られた磁気テープは、裁断機などを使用して所望の大きさに裁断して使用することができる。裁断機としては、特に制限はないが、回転する上刃（雄刃）と下刃（雌刃）の組が複数設けられたものが好ましく、適宜、スリット速度、噛み合い深さ、上刃（雄刃）と下刃（雌刃）の周速比（上刃周速／下刃周速）、スリット刃の連続使用時間等が選定される。
【００９５】
本発明に用いられる磁気テープの飽和磁束密度は１００〜４００ｍＴであること好ましい。また磁気記録媒体の抗磁力（Ｈc）は、１４２〜２７６ｋＡ／ｍであることが好ましい。抗磁力の分布は狭い方が好ましく、ＳＦＤおよびＳＦＤｒは０．６以下、さらに好ましくは０．３以下である。
【００９６】
磁気テープのヘッドに対する摩擦係数は、温度−１０〜４０℃、湿度０〜９５％の範囲において０．５０以下であることが好ましく、より好ましくは０．３以下である。また、表面固有抵抗は、好ましくは磁性面１０4〜１０8Ω／ｓｑ、帯電位は−５００Ｖ〜＋５００Ｖ以内が好ましい。磁性層の０．５％伸びでの弾性率は、面内各方向で好ましくは０．９８〜１９．６ＧＰａ（１００〜２０００ｋｇ／ｍｍ2）、破断強度は、好ましくは９８〜６８６ＭＰａ（１０〜７０ｋｇ／ｍｍ2）、磁気記録媒体の弾性率は、面内各方向で好ましくは０．９８〜１４．７ＧＰａ（１００〜１５００ｋｇ／ｍｍ2）、残留のびは、好ましくは０．５％以下、１００℃以下のあらゆる温度での熱収縮率は、好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．５％以下、最も好ましくは０．１％以下である。
【００９７】
磁性層のガラス転移温度（動的粘弾性測定装置、レオバイブロン等により、１１０Ｈｚで測定した動的粘弾性測定の損失正接の極大点）は５０〜１８０℃が好ましく、非磁性層のそれは０〜１８０℃が好ましい。損失弾性率は１×１０7〜８×１０8Ｐａ（１×１０8〜８×１０9ｄｙｎｅ／ｃｍ2）の範囲にあることが好ましく、損失正接は０．２以下であることが好ましい。損失正接が大きすぎると粘着故障が発生しやすい。これらの熱特性や機械特性は媒体の面内各方向において１０％以内でほぼ等しいことが好ましい。
【００９８】
磁性層中に含まれる残留溶媒は好ましくは１００ｍｇ／ｍ2以下、さらに好ましくは１０ｍｇ／ｍ2以下である。塗布層が有する空隙率は非磁性層、磁性層とも好ましくは４０容量％以下、さらに好ましくは３０容量％以下である。空隙率は高出力を果たすためには小さい方が好ましいが、目的によってはある値を確保した方がよい場合がある。例えば、繰り返し用途が重視されるディスク媒体では空隙率が大きい方が走行耐久性は好ましいことが多い。
【００９９】
磁気テープは、目的に応じ非磁性層と磁性層でこれらの物理特性を変えることができる。例えば、磁性層の弾性率を高くし走行耐久性を向上させると同時に非磁性層の弾性率を磁性層より低くして磁気記録媒体のヘッドへの当たりを良くすることができる。
【０１００】
［磁気ヘッドの製造方法］
更に本発明は、本発明の磁気ヘッドの製造方法に関する。
本発明の磁気ヘッドの製造方法は、一対のセラミック膜間に記録用素子および／または再生用素子を有するヘッドチップを作製すること、および、上記セラミック膜表面を研磨することにより前記（１）〜（４）を満たす凹部を形成すること、を含む。
前記セラミック膜は、好ましくはＴｉＣ相とＡｌ2Ｏ3相とからなり、かつＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3の質量比が２０／８０〜５０／５０の範囲であるアルチックである。上記研磨においてＴｉＣ相を除去しＡｌ2Ｏ3相を露出させることにより、前記（１）〜（４）を満たす凹部を形成することができる。本発明の磁気ヘッドの製造方法の詳細は、先に説明した通りである。
【実施例】
【０１０１】
以下に本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。なお、以下に記載の「部」は、「質量部」を示す。
【０１０２】
［実施例１］
磁気テープ（研磨テープ）の作製
１．磁性層塗布液成分
強磁性板状六方晶フェライト粉末                            １００部
酸素を除く組成（モル比）：Ｂａ／Ｆｅ／Ｃｏ／Ｚｎ＝１／９／０．２／１
Ｈｃ：１７６ｋＡ／ｍ（２２００Ｏｅ）
平均板径：２０ｎｍ
平均板状比：３
ＢＥＴ比表面積：６５ｍ2／ｇ
σｓ：４９Ａ・ｍ2／ｋｇ（４９ｅｍｕ／ｇ）
ポリウレタン樹脂                                            １７部
分岐側鎖含有ポリエステルポリオール／ジフェニルメタンジイソシアネート系、−ＳＯ3Ｎａ＝４００ｅｑ／ｔｏｎ
α−Ａｌ2Ｏ3（粒子サイズ０．１５μｍ）                        ５部
カーボンブラック（平均粒径：２０ｎｍ）                        １部
シクロヘキサノン                                          １１０部
メチルエチルケトン                                        １００部
トルエン                                                  １００部
ブチルステアレート                                            ２部
ステアリン酸                                                  １部
【０１０３】
２．バック層塗布液成分
非磁性無機質粉体（α−酸化鉄）                              ８５部
表面処理層：Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2
平均長軸長：０．１５μｍ
タップ密度：０．８
平均針状比：７
ＢＥＴ比表面積：５２ｍ2／ｇ
ｐＨ：８
ＤＢＰ吸油量：３３ｇ／１００ｇ
カーボンブラック                                            ２０部
ＤＢＰ吸油量：１２０ｍｌ／１００ｇ
ｐＨ：８
ＢＥＴ比表面積：２５０ｍ2／ｇ
揮発分：１．５％
塩化ビニル共重合体  日本ゼオン社製ＭＲ１０４                １３部
ポリウレタン樹脂（東洋紡社製ＵＲ８２００）                    ６部
フェニルホスホン酸                                            ３部
アルミナ粉末（平均粒子径０．８μｍ）                          ５部
シクロヘキサノン                                          １４０部
メチルエチルケトン                                        １７０部
ブチルステアレート                                            ２部
ステアリン酸                                                  １部
【０１０４】
３．非磁性層塗布液成分
非磁性無機質粉体（α−酸化鉄）                              ８５部
表面処理層：Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2
平均長軸長：０．１５μｍ
タップ密度：０．８
平均針状比：７
ＢＥＴ比表面積：５２ｍ2／ｇ
ｐＨ：８
ＤＢＰ吸油量：３３ｇ／１００ｇ
カーボンブラック                                            １５部
ＤＢＰ吸油量：１２０ｍｌ／１００ｇ
ｐＨ：８
ＢＥＴ比表面積：２５０ｍ2／ｇ
揮発分：１．５％
塩化ビニル樹脂  日本ゼオン社製ＭＲ１１０                    １０部
ポリレタン樹脂                                              １０部
分岐側鎖含有ポリエステルポリオール／ジフェニルメタンジイソシアネート系、
−ＳＯ3Ｎａ＝１５０ｅｑ／ｔｏｎ
フェニルホスホン酸                                            ３部
シクロヘキサノン                                          １４０部
メチルエチルケトン                                        １７０部
ブチルステアレート                                            ２部
ステアリン酸                                                  １部
【０１０５】
上記磁性層塗布液、非磁性層塗布液のそれぞれについて、各成分をオープンニーダーで混練したあと、直径０．５ｍｍφのジルコニアビーズを分散メディアとして塗布液に適量添加し、サンドミルで分散させた。得られた磁性層用分散液および非磁性層用分散液それぞれに、３官能性低分子量ポリイソシアネート化合物を加え、さらに、シクロヘキサノンを加えて、1μmの平均孔径を有するフィルタを用いて濾過し、磁性層塗布液と非磁性層塗布液を調製した。得られた非磁性層塗布液を乾燥後の厚さが１．０μmになるように、さらにその直後に磁性層塗布液を乾燥後の厚さが０．１μmになるように、厚さ５0μmのPEN支持体の表面に同時重層塗布した。磁性層塗布液が未乾燥の状態で０．５Ｔ（５０００ガウス）のＣｏ磁石と０．４Ｔ（４０００ガウス）のソレノイド磁石で磁場配向を行ない、溶剤を乾燥したものに対し、金属ロール−金属ロール−金属ロール−金属ロール−金属ロール−金属ロール−金属ロールの組み合せによるカレンダー処理を、速度５０ｍ／ｍｉｎ、線圧３００ｋｇ／ｃｍ、温度９５℃で２回行なった後１／２インチ幅にスリットし、磁気テープを作製した。
得られた磁気テープの磁性層表面の中心線平均粗さをＷＹＫＯ社製ＨＤ２０００によって測定したところ、１．５ｎｍであった。
【０１０６】
ヘッドの作製
前述のヘッド作製の具体的態様にしたがい、隆起部を２つ有し、各隆起部に含まれる一対のセラミック膜の素材がＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3（質量比）＝３０／７０であるアルチックであるＣｏｎｔｏｕｒ型リニアテープドライブ用マルチチャンネル磁気ヘッド（記録再生素子対の数：１５対、記録ギャップ幅：０．１８μｍ、再生用素子幅：０．１２μｍ）を作製した。アルチック膜は、以下の方法で作製した。
平均粒径０．５μｍ、粒径の標準偏差１．１μｍのＴｉＣ粉末３０質量％をＡｌ2Ｏ3粉末７０質量％と混合し、アルミナボールミル中で粉末−けん濁液を１０時間分散、粉砕して調製した。けん濁液は、比重０．７を有する無臭鉱物油（OMS）と分散剤(イオン性顔料湿潤剤)を使用した。
ボールミル分散後に共分散物を湿式で選別し（３００メッシュを使用）、350℃で真空乾燥後に選別処理した(５０メッシュ)。熱プレス炉で一軸圧で円盤状にプレス後（１,７００℃、２０ＭＰＡで２０分間処理）、等方圧で処理することで（１,８００℃、１５０ＭＰａ、2時間）、直径５０mm厚み３．０５mmのウェハを作製した。ウェハを研磨装置で粗研磨し（粒径１００μmのダイヤモンド）、最終的な厚みを２．０２mmにした。
作製したヘッドの隆起部上面において、研磨テープとして上記で作製した磁気テープを用いて５℃１０％ＲＨおよび５℃８０％ＲＨの各条件下、テープ速度０．５ｍ／ｓ、テープテンション１００ｇｆ、テープとヘッドとの接触角度１０°で研磨テープを接触させ、その状態で５０ｍ長を４回往復させた。
【０１０７】
［実施例２］
平均粒径１．２μｍ、粒径の標準偏差１．１μｍのＴｉＣ粉末３０質量％をＡｌ2Ｏ3粉末７０質量％と混合してＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3（質量比）＝３０／７０であるアルチックを作製した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。
【０１０８】
［実施例３］
平均粒径０．８μｍ、粒径の標準偏差０．７μｍのＴｉＣ粉末３０質量％をＡｌ2Ｏ3粉末７０質量％と混合してＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3（質量比）＝３０／７０であるアルチックを作製した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。
【０１０９】
［実施例４］
平均粒径０．８μｍ、粒径の標準偏差１．４μｍのＴｉＣ粉末３０質量％をＡｌ2Ｏ3粉末７０質量％と混合してＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3（質量比）＝３０／７０であるアルチックを作製した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。
【０１１０】
［実施例５］
平均粒径０．８μｍ、粒径の標準偏差１．１μｍのＴｉＣ粉末２０質量％をＡｌ2Ｏ3粉末８０質量％と混合してＡｌＴｉＣを作製し、ＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3（質量比）＝２０／８０であるアルチックを作製した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。
【０１１１】
［実施例６］
平均粒径０．８μｍ、粒径の標準偏差１．１μｍのＴｉＣ粉末５０質量％をＡｌ2Ｏ3粉末５０質量％と混合してＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3（質量比）＝５０／５０であるアルチックを作製した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。
【０１１２】
［実施例７］
研磨テープに含まれるアルミナの平均粒径を０．５μｍに変更した点、平均粒径０．８μｍ、粒径の標準偏差１．１μｍのＴｉＣ粉末３０質量％をＡｌ2Ｏ3粉末７０質量％と混合してＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3（質量比）＝３０／７０であるアルチックを作製した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。使用した研磨テープの磁性層表面の中心線平均粗さをＷＹＫＯ社製ＨＤ２０００によって測定したところ、３．５ｎｍであった。
【０１１３】
［実施例８］
研磨テープに含まれるアルミナの平均粒径を１．５μｍに変更した点、平均粒径０．８μｍ、粒径の標準偏差１．１μｍのＴｉＣ粉末３０質量％をＡｌ2Ｏ3粉末７０質量％と混合してＴｉＣ／Ａｌ2Ｏ3（質量比）＝３０／７０であるアルチックを作製した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。使用した研磨テープの磁性層表面の中心線平均粗さをＷＹＫＯ社製ＨＤ２０００によって測定したところ、５．３ｎｍであった。
【０１１４】
［比較例１］
ＴｉＣ粉末として平均粒径が０．２μｍ、粒径の標準偏差１．１μｍのものを使用した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。
【０１１５】
［比較例２］
ＴｉＣ粉末として平均粒径が３．０μｍ、粒径の標準偏差１．１μｍのものを使用した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。
【０１１６】
［比較例３］
ＴｉＣ粉末として平均粒径が０．５μｍ、粒径の標準偏差０．１μｍのものを使用した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。
【０１１７】
［比較例４］
ＴｉＣ粉末として平均粒径が０．５μｍ、粒径の標準偏差３．０μｍのものを使用した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。
【０１１８】
［比較例５］
ＡｌＴｉＣ原料の混合比をＴｉＣ１５質量％、Ａｌ2Ｏ3８５質量％の変更した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。
【０１１９】
［比較例６］
ＡｌＴｉＣ原料の混合比をＴｉＣ４０質量％、Ａｌ2Ｏ3６０質量％の変更した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。
【０１２０】
［比較例７］
研磨テープに含まれるアルミナの平均粒径を０．２μｍに変更した点以外は実施例１と同様の方法で磁気ヘッドを作製した。使用した研磨テープの磁性層表面の中心線平均粗さをＷＹＫＯ社製ＨＤ２０００によって測定したところ、３．０ｎｍであった。
【０１２１】
磁気ヘッドの評価方法
１．走査型ブローブ顕微鏡による表面凹凸像の取得
各ヘッドを適当な冶具を用いて固定し、ＭＲ素子が埋め込まれている絶縁膜を挟むＡｌＴｉＣ膜の表面を下記装置・条件にて測定し、表面凹凸像（ＡＦＭ形状像）を得た（得られた像に対して、傾きの補正を適用した）。観察位置は、テープとヘッドの摺動面の真中心とした。
装置：セイコーインスツルメンツ（ＳＩＩ）製  走査型プローブ顕微鏡  ＳＰＡ５００
測定条件：探針  Ｍｉｃｒｏ  Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ  ＯＭＣＬ−ＴＲ８００ＰＳＡ−１（ＯＬＹＭＰＵＳ製）
測定モード：コンタクトモード
観察領域：２０μｍ2
走査周波数：１Ｈｚ
【０１２２】
２．凹部の平均面積の算出
１．で得られた走査型プローブ顕微鏡によるＡＦＭ形状像に測定時の傾き補正を施し、画像処理ソフトＳＰＩＰ（ＳｃａｎｎｉｎｇＰｒｏｂｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：Ｉｍａｇｅ  Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ）を用い、本ソフトにおけるＧｒａｉｎＤｉａｌｏｇ解析により、凹部の表面積分布、標準偏差および面積率を算出した。凹部の平均深さは、上記で得られた突起高さのヒストグラムのデータをＬｉｇｈｔＳｔｏｎｅ社製ＯＲＩＧＩＮ  ｖ７．５を使用し、本ソフトの“多重ガウス関数フィット”の機能を用いて、ヒストグラムをｐｅａｋ１、ｐｅａｋ２に分離した。このとき、Ｐｅａｋ１とＰｅａｋ２のピークトップの位置ｘｔ値は、ｘｔ１＞ｘｔ２であるものとする（ｐｅａｋ１の方が表面側）。式１：y=y0 + (A/(w*sqrt(PI/2)))*exp(-2*((x-xc)/w)^2)
[y:頻度、x：height、y0: 基線のオフセット、A:曲線と基線の間の全面積、x0:ピークの中心、w:σ/2 ピークの半分の高さとなる幅の約0.849]
フィッティングの結果得られたｐｅａｋ１、ｐｅａｋ２それぞれのx0、w、A の値から、ピーク中心値差:x0(p1)-x0(p2)を算出した。
【０１２３】
３．摩擦力の測定
実施例１で作製した磁気テープおよび実施例、比較例の各磁気ヘッドから隆起部上面を含むテストピースを２つ切り出し、隆起部上面とテープとを接触させて摩擦力を測定した。摩擦力測定装置としては、特開２００４−１７１７２３号公報記載の装置を使用した。測定子に含まれる摩擦力測定部材として上記テストピース２つをテープの幅方向に一対設置した。静止状態から動き出す瞬間に検出されるテープ搬送方向の摩擦力として最大静止摩擦力を求め、テープ走行時に検出されるテープ搬送方向の摩擦力として動摩擦力を求めた。最大静止摩擦力が０．３２以下、動摩擦力が０．２１以下であれば、スティックスリップが発生せず安定走行可能と判断することができる。
【０１２４】
４．記録再生特性の測定
接触摺動型リニアテープドライブにおいて、実施例、比較例の各磁気ヘッドを使用し、実施例１で作製した磁気テープ上に、200kfciの単一周波数の信号を相対速度3m/sで記録および再生して、再生出力（平均値）と広帯域の積分ノイズ(0〜20MHｚ、キャリア近傍のノイズ：±0.5Mhzは除く)の比率からSNR(Signal to Noise Ratio)を算出した。ＳＮＲはノイズに対する出力の大きさを示すパラメータであり、値が大きいほど記録された信号がより高品質に再現されることを意味する。ＳＮＲが１６ｄＢ以上であれば電磁変換特性良好と判断することができる。
【０１２５】
【表１】
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【０１２６】
評価結果
表１に示すように、実施例１〜８の磁気ヘッドは、きわめて平滑な磁気テープとの組み合わせにおいて走行安定性と電磁変換特性を両立することができた。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明によれば、更なる高密度化に対応し得る磁気信号再生システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】Contour型ヘッドの概略断面図である。
【図２】本発明の磁気ヘッドの製造工程の説明図である。
【図３】本発明の磁気ヘッドの製造工程の説明図である。
【図４】本発明の磁気ヘッドの製造工程の説明図である。
【図５】本発明の磁気ヘッドの製造工程の説明図である。
【図６】本発明の磁気ヘッドの製造工程の説明図である。
【図７】本発明の磁気ヘッドの製造工程の説明図である。
【図８】本発明の磁気ヘッドの製造工程の説明図である。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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